広報活動

光のスペクトルを観察しよう

回折格子を使って簡易分光器を作り、身の回りの光を観察してみよう。「分光器」を使うと、光のスペクトルを見ることができます。スペクトルを調べると、それぞれの光に特徴があることがわかります。「簡易分光器」を使って、身の回りの光をスペクトクルに分解して、光源の性質を調べてみましょう。

必要なもの

  • 厚めの紙(0.2mm程度、A3サイズ)
    ※ 普通のコピー用紙でも作れますが、しっかりとしたものを作るには厚紙がよいです。
  • はさみ
  • カッターと定規、カッターマット(スリットや窓を切り抜くときに使います)
  • セロテープ
  • 回折格子 溝が1mmに500本のものを使ってください。
    ※ 大型DIYショップやオンラインショップなどで「回折格子」「分光シート」「プリズムシート」などの名前で販売されています。大きいシートで販売されていることが多いので、15mmx12mm角程度に切り出して使用します。
  • 簡易分光器の型紙
    ダウンロードはこちら
    Click to download pattern paper.

作り方

  1. 型紙をダウンロードし、A3サイズの紙に両面印刷で出力します。コピー用の紙でもできますが、厚めの紙(0.2mm程度)で作ると形がしっかりして、使いやすくなります。
    ※両面印刷でうまく重ならない場合は、表面だけ印刷して使ってください。

  2. 外枠線に沿って切り抜きます。下の図でピンク色になっている窓部分6か所も切り抜きます。

  3. 点線に沿って、裏面(黒い部分が多い面)側に折り目を付けます。あとで組み立てる時に歪む原因となるので、丁寧に折りましょう。

  4. すべての点線に折り目をつけたら、一旦開きます。下の図のAの線で折り、BをCにセロテープで固定します。

  5. Dの部分に表面から回折格子を取り付けます。回折格子には、縦横の向きがあります。溝の向きが縦になるように貼ってください。

    回折格子を通して蛍光灯をみると、左右か上下に虹のような色が見えます。上の写真のように左右に見えている時、溝は縦方向になっています。

    細く切ったセロテープで横2カ所を貼り付けます。穴が開いている部分の回折格子に指の指紋がついたり汚れたりしないよう、注意しましょう。手袋をして作業をすると良いでしょう。

  6. 型紙に書かれている番号の順番に折り込み、分光器を完成させます。

    完成!

※ この簡易分光器は、折りたたんで持ち歩いたり、保管することができます。

折りたたんだところ。持ち歩くときには回折格子が汚れないように、何かに挟んで持ち歩くと良いでしょう。

光源の観察方法

注意:太陽光やレーザー光などの強い光を、直接目で見てはいけません。

簡易分光器の回折格子を貼ったところから見ます。簡易分光器のスリットを光源に向けますが、光源を直接見るのではなく、右斜め前のメモリを見るようにして見てください。

白色蛍光灯の光を簡易分光器で見ると、下の写真のようなスペクトルが見えました。(蛍光灯のスペクトルは製品によって異なりますので、下のようなスペクトルが必ず見えるとは限りません。)

白色蛍光灯のスペクトルの例

電球や白色LED、街灯、TVの画面など、見比べてみてください。

※実験や工作をする時は、ケガなどをしないように十分に注意して行ってください。